CEL18702 AULA05
1 Análise de Circuitos Elétricos de CC em Regime Permanente
1.1 Leis de Kirchhoff
Inicialmente, será apresentada uma discussão sobre polaridade e tensão nos elementos componentes de um circuito elétrico. Desta forma, será possível calcular a tensão nos extremos do trecho de um circuito. Para geradores e receptores ideais, independentemente do sentido da corrente elétrica, o traço menor representa o polo negativo e o traço maior corresponde ao polo positivo, conforme a Figura 1.
Figura 1 - Representação da polaridade de um gerador ou um receptor ideal.
O polo B tem potencial elétrico maior que o polo A, ou seja, no sentido da seta da Figura 1, a tensão é positiva. Logo, tem-se:
Para os resistores, a polaridade é dada pelo sentido da corrente: o polo positivo é o da entrada da corrente, e negativo é o da saída, segundo a Figura 2.
Figura 2 - Representação da polaridade da tensão em um resistor.
O polo A tem potencial elétrico maior que o polo B, ou seja, a tensão é positiva no sentido oposto ao de circulação da corrente. Logo, tem-se:
Portanto, para o cálculo da tensão entre os extremos de um trecho de circuito, deve-se:
- Verificar o sentido de circulação da corrente;
- Marcar as polaridades das tensões de acordo com tal sentido;
- Efetuar o somatório das mesmas.
Na Figura 3, tem-se um exemplo básico.
Figura 3 - Trecho do circuito.
Seguindo os passos anteriormente descritos, chega-se à Figura 4.
Figura 4 - Trecho do circuito com marcação das tensões.
Assim, a diferença potencial entre A e B é:
1.2 Lei dos Nós
Em um circuito elétrico, denomina-se nó um ponto comum a três ou mais condutores. Veja Figura 5.
Figura 5 - Nó de um circuito.
Assim, pode-se enunciar a primeira lei de Kirchhoff: “A soma das intensidades das correntes que chegam a um nó é igual à soma da intensidade das correntes que saem do mesmo”. No exemplo da Figura 5, tem-se:
1.3 Lei das Malhas
Em um circuito elétrico, denomina-se malha um conjunto de elementos de circuito constituindo um percurso fechado, como é mostrado na Figura 6.
Figura 6 - Malha de um circuito.
Assim, pode-se enunciar a segunda lei de Kirchhoff: “Percorrendo uma malha em um certo sentido, partindo e chegando ao mesmo ponto, a soma algébrica das tensões é nula”.
No exemplo da Figura 6, tem-se a malha ABCD. Partindo-se do ponto A, adotando-se o sentido horário e retornando ao mesmo ponto, pode-se escrever:
1.4 Exercício de Fixação
| Solução |
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A primeira coisa a se fazer é atribuirmos um sentido de corrente. Depois, atribuir um sentido para cada malha, que também pode ser aleatório. No caso do circuito acima, preferimos utilizar o sentido horário.
Substituindo os valores de em I, II e III:
Substituindo...
Assim...
Por último...
Como o valor das correntes são negativos, isto significa que foram atribuídos sentidos contrários no exercício.
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2 Referências
[1] http://www.feng.pucrs.br/~virgilio/Circuitos_Eletricos_I/Capitulo3_ckt1.pdf
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